2019 Fiscal Year Research-status Report
Development of Unified Macro-EHL Computational Fluid Dynamics Simulation with Viscoplastic Fluid Model of Grease
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17K06137
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| Research Institution | Japan Aerospace EXploration Agency |
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Principal Investigator |
根岸 秀世 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 研究開発部門, 研究領域主幹 (20568208)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
柴田 和也 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 准教授 (30462873)
福澤 健二 名古屋大学, 工学研究科, 教授 (60324448)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | グリース / 潤滑 / 非ニュートン流体 / MPS法 / CFD |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、グリース潤滑を用いた機械要素の長寿命化・低摩擦損失化設計確立を目的として、極少量グリース潤滑における機械要素内グリース挙動と油膜厚さ、そして摩擦損失の予測を可能とする数値解析技術の構築を行うことを目的としている。具体的には、グリースが有する非ビンガム塑性および高圧しゅう動における粘弾性特性を明らかにし、物理数学モデル化する。その上で、機械要素内のマクロな流体力学と高圧しゅう動部等のミクロ領域における弾性流体力学を統合した数値解析技術を構築する。合わせて検証実験も実施し、構築した手法の妥当性を確認する。
【検証実験】グリースミクロ流動の検証実験と検証データ取得のための実験案の具体化を進めた。FY2019までに実験の実施ができなかったため、FY2020には実施しデータ取得と構築したMPS法ソルバーの検証に資する予定である。
【数値解析手法構築】申請者はこれまでに構築した粒子法ソルバーを線接触流体潤滑問題に適用し、純転がり及び純滑り条件における圧力分布を適切に予測することに成功した。また剛体運動を取り扱うためのPMS(Passvely Moving Solid)モデルを新たに導入し、流体-剛体連成問題に適用する準備を整えた。
東京大学柴田准教授は、これまでに構築した粒子法ソルバーに可変解像度手法を導入し、線接触流体潤滑問題について計算コストの低減効果を最大化する方法を考案した。また弾性流体潤滑問題への適用に向けて、MPS法による弾性体解析ソルバーの開発に着手した。
【グリース物性モデル構築】名古屋大学福澤教授は、高圧しゅう動部におけるグリース粘弾性の計測を目的として、前年度までに構築したファイバーウォブリング法による粘弾性計測手法により、グリース薄膜のずり粘弾性の計測データ取得とそれに基づくグリース物性モデルを構築した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
4: Progress in research has been delayed.
Reason
【検証実験】
FY2019末までに実施予定であったグリースミクロ流動の検証実験と検証データ取得が想定以上に時間を要して遅れている。
【数値解析手法構築】
MPS法をベースとした計算手法の構築は概ね順調に進んでいる。
【グリース物性モデル構築】
ファイバーウォブリング法によるグリースの粘弾性データ計測および物性モデル化を計画通り完了した。
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| Strategy for Future Research Activity |
【検証実験】
事業期間をFY2020末まで延長し、遅れているグリースミクロ流動の検証実験と検証データ取得を完了させる。検証実験の基本設計はすでに完了しており、残り１年で実現可能な目途を得ている。
【数値解析手法構築】
構築したMPS法ソルバーの改良を進め、検証実験を対象に検証を行う。得られた結果は論文化まで行い本研究を終了する見込みである。
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| Causes of Carryover |
当初予定していたグリースミクロ挙動に係る検証実験について、実施を次年度に変更したため。
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